儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行中潛在風(fēng)險(xiǎn)的分析

羅昊

（大慶油田責(zé)任有限公司采氣分公司第一作業(yè)區(qū)，黑龍江 大慶 163000）

儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用是保障工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化過程的重要措施，但是儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)在工作過程中若出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問題，會(huì)直接影響生產(chǎn)運(yùn)行，從而給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。保障系統(tǒng)功能安全的關(guān)鍵是采取有效措施維持安全儀表系統(tǒng)在運(yùn)行階段的性能穩(wěn)定。針對(duì)企業(yè)設(shè)備中的儀表控制在整個(gè)工作中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析并且提出相應(yīng)的對(duì)策，從而降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，有效提高儀表控制系統(tǒng)的安全性。

1 儀表控制系統(tǒng)中的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)問題分析

隨著設(shè)備的長周期運(yùn)行，儀表控制系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，從事故的結(jié)果分析故障原因，并采取相應(yīng)的措施，使不利結(jié)果得以控制。

1.1 對(duì)突發(fā)事件提前預(yù)案

例如加熱爐DCS發(fā)生系統(tǒng)報(bào)警，控制站有一卡處于故障狀態(tài)，由于該卡控制著非常重要的控制閥，嚴(yán)重危及加熱爐裝置的運(yùn)行安全。技術(shù)人員及時(shí)對(duì)有關(guān)閥門進(jìn)行限位處理，有效地控制了事態(tài)的發(fā)展，對(duì)故障部件進(jìn)行在線修復(fù)，經(jīng)過緊急處理后，系統(tǒng)恢復(fù)正常，避免了加熱爐的事故停車。對(duì)上述案例分析，及時(shí)采取必要的措施，對(duì)突發(fā)事件要有提前預(yù)案是保障系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵?？蓮囊韵聨追矫嬷?。（1）充分利用現(xiàn)有資源，深入研究系統(tǒng)故障緊急處理方案，如對(duì)重點(diǎn)控制閥采取人工限位，確保工藝生產(chǎn)的可控制性操作。（2）從現(xiàn)場采樣的溫度、壓力、流量等參數(shù)看，其變化速率曲線比較緩慢，而DCS卡故障前，采樣數(shù)據(jù)出現(xiàn)不規(guī)則變化，反映到變化率上應(yīng)該是一條快速而陡峭的曲線，工藝參數(shù)迅速變化，控制閥大幅波動(dòng)，均有可能出現(xiàn)設(shè)備故障。因此可以利用DCS豐富的數(shù)據(jù)資源編制故障信號(hào)預(yù)警程序，提前預(yù)報(bào)有可能發(fā)生的非正常性信號(hào)變化所隱含的事故傾向。（3）要做好現(xiàn)有DCS系統(tǒng)更新?lián)Q代，確保自動(dòng)控制工作與時(shí)俱進(jìn)。

1.2 在不改變硬件的條件下，優(yōu)化控制方案

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，高振值信號(hào)經(jīng)常出現(xiàn)，大量現(xiàn)場實(shí)例說明這種信號(hào)大多數(shù)可能是偽信號(hào)，為了增強(qiáng)儀表控制系統(tǒng)的抗干擾能力，借助DCS的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮儀表軟件的容錯(cuò)技術(shù)，在全面、詳細(xì)分析了各種可能存在的問題后，對(duì)抗干擾程序修改編程，以達(dá)到屏蔽外界偽信號(hào)干擾的目的。事實(shí)證明這種方法收到了很好的效果，同時(shí)還避免了增加或更換必要硬件的弊端。上述處理措施雖然沒有從根本上解決問題。但基本消除了偽信號(hào)對(duì)系統(tǒng)造成的危害，在編制程序時(shí)需保證原有聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性、可靠性。

1.3 從設(shè)計(jì)上全面考慮，完善聯(lián)鎖控制方案

從安全角度考慮，一般設(shè)計(jì)2個(gè)系統(tǒng)：一個(gè)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、一個(gè)DCS系統(tǒng)。安全聯(lián)鎖是獨(dú)立于DCS外的裝置，為了分散系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，提升系統(tǒng)的安全、可靠性而設(shè)立。聯(lián)鎖從功能上講可分為工藝聯(lián)鎖和安全聯(lián)鎖2大類，一般將安全聯(lián)鎖和部分工藝聯(lián)鎖等功能放在了一個(gè)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)上，將部分顯示控制功能放在了DCS系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了緊急停車和控制顯示的完全分離。例如合成汽包裝置中，聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)置了一套獨(dú)立控制著全裝置的SIS聯(lián)鎖系統(tǒng)，與DCS系統(tǒng)互為補(bǔ)充。如合成汽包裝置設(shè)計(jì)了2臺(tái)遠(yuǎn)傳液位計(jì)，1臺(tái)檢測(cè)元件信號(hào)送入DCS進(jìn)行PID運(yùn)算控制。而另1臺(tái)檢測(cè)元件的信號(hào)則送進(jìn)SIS系統(tǒng)，聯(lián)鎖停車。如果只用1臺(tái)檢測(cè)元件，既作為DCS信號(hào)源，又是SIS的聯(lián)鎖信號(hào)源，一旦該元件發(fā)生故障，將同時(shí)失去DCS監(jiān)控和SIS聯(lián)鎖保護(hù)功能，非常危險(xiǎn)。隨著時(shí)間的推移，現(xiàn)場儀表故障率不斷增加，聯(lián)鎖方案不斷修改，有效地保證了生產(chǎn)的安全長周期運(yùn)行。對(duì)有些設(shè)備技術(shù)人員無法對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)控，只能采取預(yù)防的措施。

1.4 儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定

風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定不同的工業(yè)過程(如生產(chǎn)規(guī)模、原料和產(chǎn)品的種類、工藝和設(shè)備的復(fù)雜程度等)對(duì)安全的要求不同。一個(gè)具體的工藝過程是否需要配置SIS、配置何種等級(jí)的SIS，其前提應(yīng)該是對(duì)此具體的工藝過程進(jìn)行安全度等級(jí)(SIL)的評(píng)定。在確定了某個(gè)具體工藝過程的安全度等級(jí)之后再配置與之相適應(yīng)的SIS。如風(fēng)險(xiǎn)矩陣法，是將工藝過程或裝置發(fā)生事故(風(fēng)險(xiǎn))的頻率和嚴(yán)重性2個(gè)指標(biāo)進(jìn)行組合最后分成3個(gè)安全度等級(jí)。

2 提高儀表自動(dòng)化管理水平的措施

2.1 加強(qiáng)認(rèn)識(shí)，重視引進(jìn)專業(yè)技術(shù)人才

儀表自動(dòng)化管理水平是影響企業(yè)管理的一個(gè)重要因素。加強(qiáng)人才管理可以有效提升企業(yè)的管理水平，做好儀表自動(dòng)化管理工作。（1）企業(yè)在購進(jìn)新型機(jī)械的同時(shí)，需要積極引入高技術(shù)人才，加強(qiáng)儀表自動(dòng)化管理團(tuán)隊(duì)，做好儀表自動(dòng)化管理工作。（2）做好儀表自動(dòng)化人才儲(chǔ)備工作，加強(qiáng)對(duì)口專業(yè)畢業(yè)生的招聘工作，為儀表自動(dòng)化管理提供充足的后備人才。（3）企業(yè)需要建立一套完善的人才培養(yǎng)機(jī)制并不斷進(jìn)行完善，給儀表管理人員營造充足的發(fā)展空間，讓管理人員不斷提升自身綜合素質(zhì)水平，從而加強(qiáng)儀表自動(dòng)化管理團(tuán)隊(duì)的管理水平。

2.2 人機(jī)結(jié)合的高水平操作

人機(jī)結(jié)合就是在儀表運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，技術(shù)人員配合進(jìn)行工作。儀表本身就是一個(gè)死物，需要相關(guān)的技術(shù)人員進(jìn)行操作。儀表將相關(guān)的生產(chǎn)步驟和各項(xiàng)工藝參數(shù)詳細(xì)地標(biāo)注出來，而標(biāo)注的工作離不開技術(shù)人員的操作。因此在企業(yè)生產(chǎn)過程中，需要科學(xué)規(guī)范地使用儀表，并且加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn)工作，不斷提高技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)和技能，才能熟練使用不斷更替的儀表，從而發(fā)揮儀表的作用。既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表自動(dòng)化的管理，又可以通過儀表的控制為企業(yè)創(chuàng)造效益。

2.3 加強(qiáng)儀表管理體系

企業(yè)在對(duì)儀表自動(dòng)化進(jìn)行管理的過程中，需要依據(jù)相關(guān)部門制定的法律法規(guī)，并且企業(yè)內(nèi)部也需要制定一套完善的管理制度體系，從而對(duì)儀器自動(dòng)化管理進(jìn)行規(guī)范。目前針對(duì)儀表自動(dòng)化管理的相關(guān)規(guī)范文件有《儀表運(yùn)行管理制度》和《安全保護(hù)警報(bào)系統(tǒng)制度》等，相關(guān)技術(shù)人員需要在各規(guī)范文件所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)下，定期對(duì)儀表的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)和記錄，確保儀表能夠正常運(yùn)作。

2.4 加大資金投入力度

企業(yè)管理層需要加強(qiáng)對(duì)儀表自動(dòng)化管理的重視程度，并提高企業(yè)全體人員的認(rèn)識(shí)，充分意識(shí)到儀表自動(dòng)化管理對(duì)于生產(chǎn)的重要作用。企業(yè)管理層需要將注意力轉(zhuǎn)移到儀表自動(dòng)化管理上，將儀表自動(dòng)化管理工作放在與生產(chǎn)、銷售同等的位置上，合理分配資源，加大儀表自動(dòng)化管理的資金投入。儀表的使用、檢測(cè)、維修和保養(yǎng)等方面都有充足的資金作支持，從而更好地發(fā)揮儀表的作用。

2.5 加強(qiáng)儀表故障處理

儀表在生產(chǎn)過程中起到非常重要的作用，為了提高儀器的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，需要對(duì)儀表故障作及時(shí)處理。相關(guān)技術(shù)人員需要定期對(duì)各儀表進(jìn)行檢測(cè)，確保儀表能夠正常運(yùn)作。一旦發(fā)現(xiàn)儀表存在故障，需要及時(shí)針對(duì)故障采取維修措施，對(duì)于無法解決的故障需要進(jìn)行更換。

3 結(jié)語

隨著設(shè)備的長期運(yùn)行，儀表控制系統(tǒng)自身的故障風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)逐漸增大，對(duì)事故隱患有效的預(yù)防會(huì)使裝置的安全運(yùn)行得到保障。利用現(xiàn)有資源，探索儀表控制方案的合理布局，也是控制風(fēng)險(xiǎn)的有效手段，通過對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的分析，在設(shè)計(jì)時(shí)更加注重儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，從而能更好地為企業(yè)裝置運(yùn)行服務(wù)。